Question

5．用鉆頭在鐵塊上鉆孔時，注入20℃的水5kg，10min后，水的溫度上升到100℃，并有1kg的水變成了蒸汽，如果已知鉆頭的功率為10kW，求鉆頭做的功有百分之多少轉變成了水及蒸汽的內能．

Answer 1

分析 根據功率公式可求得鉆頭做的功； 再根據水的比熱和氣化熱分析水吸收的內能，從而明確轉化為內能的百分比．

解答 解：根據功率的定義，鉆頭做的功為    
W _總=Pt=10⁴×600 J=6×10⁶J 
水和水蒸氣吸熱，使其內能增加為
△U=cm△t+mL=4.2×10³×5×（100-20）J+1×2.3×10⁶J=3.98×10⁶J
因此，轉變成水和水蒸氣的內能占鉆頭做功的百分比為
η=$\frac{△U}{{W}_{L}}×100%$=$\frac{3.98×1{0}^{6}}{6×1{0}^{6}}$=66%
答：鉆頭做的功有百分之66轉變為了內能．

點評 本題考查能量守恒定律的計算，要注意明確水的比熱為4.2×10³×J/（kg•℃），而氣化熱為2.3×10⁶J/kg．